পরমাণু

আমার মনে নেই প্রথমবার কখন আমি একটি পরমাণু দেখেছিলাম, কিন্তু আমার মনে আছে বিজ্ঞান ক্লাসে যখন আমরা প্রথমবার সেগুলো নিয়ে পড়েছিলাম, এবং সেগুলো আমাকে মুগ্ধ করেছিল। আমাদের দেখানো ছবিগুলোতে তাদের জটিলতা, এবং কীভাবে তারা একসাথে যুক্ত হয়ে পদার্থ তৈরি করতে পারে, তা আমাকে আরও জানতে চাইতে বাধ্য করেছিল: আমি তাদের সম্পর্কে অনেক পড়েছি, পর্যায় সারণিতে তাদের স্থান সম্পর্কে, তাদের কণা সম্পর্কে, এমনকি আমাদের বাড়িতে শক্তি উৎপাদনে তারা কীভাবে ব্যবহৃত হতো তা নিয়েও।

অনেক পরে আমি প্রোগ্রামিং শিখলাম, এবং আমি ক্লাস ও বইয়ে যা শিখেছিলাম তা প্রতিফলিত করতে চেয়েছিলাম। আমি একটি পরমাণু তৈরি করতে চেয়েছিলাম, সেটিকে নড়াচড়া করতে দেখতে চেয়েছিলাম, এর প্রতিটি অংশকে বাস্তব মনে করাতে চেয়েছিলাম; সেগুলোকে একত্রিত করে হয়তো একটি সিমুলেটরে আরও বড় কিছু তৈরি করতে চেয়েছিলাম। কিন্তু অপ্রত্যাশিত কিছু ঘটল: আমি আর কৌতূহলী তরুণ ছিলাম না, বরং ভিন্নভাবে চিন্তা করা একজন প্রাপ্তবয়স্ক মানুষ। তাই আমি একেবারে শুরু থেকে অনুসন্ধান করতে লাগলাম। এবং ফলাফলটি ছিল বিস্ময়কর: এই বিষয়ে বছরের পর বছর বই পড়ার পর, আগে দেখিনি এমন খুঁটিনাটি প্রকাশ করতে মাত্র কয়েক ঘণ্টার সমালোচনামূলক চিন্তাই যথেষ্ট ছিল।

যদিও বিবরণগুলো ব্যাপকভাবে পরিবর্তিত হয়, প্রায় সবগুলোই প্রাচীন কালে ফিরে যায় এবং এটির মতোই দেখতে:

"তারা বলে, পরমাণুর প্রথম অধ্যয়ন প্রাচীন কালে ফিরে যায়, যখন সবচেয়ে অধ্যয়নপ্রবণ ব্যক্তিরা ভাবতেন সবকিছু কতগুলো অংশে ভাগ করা যায়। দীর্ঘ অধ্যয়নের পর তারা সিদ্ধান্তে পৌঁছান যে জিনিসগুলো কেবল একটি সীমা পর্যন্তই ভাগ করা যায়, শেষে এত ছোট ও অদৃশ্য টুকরো রেখে যা তারা পরমাণু নামে ডাকতেন।"

ধারণাটি বুঝতে, কল্পনা করুন আপনি অবিশ্বাস্যভাবে বিরক্ত এবং আপনি ভাগযোগ্য যেকোনো কিছু ধরেন —একটি টুথপিক, একটি পাতা, একটি ফলের টুকরো— এবং সেটিকে অর্ধেক করে ভাগ করেন। এবং আবার। এবং আবার… যতক্ষণ না আপনি আর পারছেন না। আর ওই তো, আপনি একটি পরমাণু পেয়ে গেছেন! …অন্তত ধারণাটি এমনই ছিল।

যদি আমরা সময় থামিয়ে এই গল্পের সাথে থেকে যেতে পারতাম, আমি আমার সিমুলেটর কোনো ঝামেলা ছাড়াই তৈরি করতে পারতাম: আমি শুধু একটি আপেলকে দুই ভাগে, তিন ভাগে…, একটি সীমা নির্ধারণ করে শেষ করে দিতাম। কিন্তু এটি ছিল গল্পের কেবল শুরু।

যা অনুসরণ করে তা ঐতিহাসিক তথ্য ও আবিষ্কারের গভীর অধ্যয়নের উপজাত, যা ধীরে ধীরে আজ আমরা যাকে পরমাণু বলি তা গঠন করেছে।

উনবিংশ শতাব্দীর শুরুতে, জন ডাল্টন নামের একজন ব্রিটিশ রসায়নবিদ, পর্যায় সারণি এবং রাসায়নিক মৌল প্রতিনিধিত্বকারী প্রতীকের অনুপস্থিতিতে, নিজস্ব গ্রাফিক উপস্থাপনার একটি পদ্ধতি তৈরি করেন। মূলত, তিনি পরিচিত মৌলগুলোর—সোনা, রূপা, কার্বন, অক্সিজেন...—একটি তালিকা তৈরি করেন এবং প্রতিটির পাশে একটি বৃত্ত আঁকেন, ভেতরে ভিন্ন নকশাসহ, যাতে সেগুলোকে আলাদা করা যায়।

ডাল্টন পরমাণুকে ক্ষুদ্র, কঠিন, অবিভাজ্য গোলক হিসেবে কল্পনা করেছিলেন, যাদের তিনি সাধারণত "চরম কণা" বলে ডাকতেন, পদার্থের সীমার মতো কিছু, যেখানে এটি আর বিভক্ত করা যেত না। তার কাজ পরমাণুর বিমূর্ত ধারণাকে রাসায়নিক পরীক্ষার সাথে চিরতরে যুক্ত করতে সক্ষম হয়েছিল, যে কারণে তাকে ঐতিহাসিকভাবে পারমাণবিক তত্ত্বের জনক হিসেবে স্বীকৃতি দেওয়া হয়।

প্রায় এক শতাব্দী পরে, জোসেফ জন থমসন নামের আরেকজন ব্রিটিশ বিজ্ঞানী, ক্যাথোড রশ্মির প্রকৃতি ব্যাখ্যা করার চেষ্টা করে, যুক্তি দিয়েছিলেন যে সেগুলো বিদ্যুৎ বহনকারী ক্ষুদ্র কণিকা দিয়ে গঠিত। এই কণাগুলো কোথা থেকে এসেছে তা ব্যাখ্যা করতে, তিনি যুক্তি দিয়েছিলেন যে তারা পরমাণুর ভেতরে বাস করত, পুডিংয়ের কিশমিশের মতো কিছু, এবং এমনকি সেই প্লাম পুডিংয়ের উপর ভিত্তি করে একটি পারমাণবিক তত্ত্বও তৈরি করেছিলেন।

উল্লেখযোগ্য যে থমসন সেই কণিকাগুলোর একটিও কখনো বিশ্বের সামনে দেখাননি: তিনি সেগুলো তার পরীক্ষা থেকে অনুমান করেছিলেন, তিনি সেগুলো দেখেননি। তা সত্ত্বেও, ধারণাটি ১৯০৬ সালে নোবেল পুরস্কার পেয়েছিল এবং একটি সত্য হিসেবে খোদাই হয়ে গিয়েছিল। তখন থেকে, পরমাণু আর একটি বিনয়ী অনুকল্প থাকল না এবং এমন কিছুতে পরিণত হলো যা নিয়ে প্রশ্ন তুলতে কেউ সাহস পেত না। এই ঘটনাগুলো তৎকালীন বিজ্ঞানীদের জন্য খেলার নিয়ম সম্পূর্ণভাবে বদলে দিয়েছিল, পরমাণু ও তার তত্ত্বগুলোকে সাফল্যের একটি নিশ্চিত লঞ্চপ্যাডে পরিণত করেছিল।

কয়েক বছর পর, আর্নেস্ট রাদারফোর্ড নামের একজন নিউজিল্যান্ডীয় বিজ্ঞানীও তেজস্ক্রিয়তার উপর তার গবেষণাকে পরমাণুর সাথে যুক্ত করেন, এবং যুক্তি দেন যে সেগুলো থমসনের পুডিংয়ের মতো স্থির ছিল না, বরং একটি ক্ষুদ্র সৌরজগতের মতো কিছু ছিল। তিনি একটি নতুন অংশও যোগ করেন—একটি ক্ষুদ্র নিউক্লিয়াস যেখানে প্রায় সমস্ত ভর কেন্দ্রীভূত ছিল—এবং তার উপর ভিত্তি করে একটি নতুন পারমাণবিক তত্ত্ব তৈরি করেন।

নতুন গ্রহতুল্য পারমাণবিক মডেলটি ছিল অনেকটা একটি অত্যন্ত ছোট, ধনাত্মক আধানযুক্ত নিউক্লিয়াসের মতো, যার চারপাশে ঋণাত্মক আধানযুক্ত কণা (ইলেকট্রন) প্রদক্ষিণ করত, এক ধরনের কক্ষপথ ব্যবস্থা গঠন করত। তৃতীয় অংশ, নিউট্রন, তখনও প্রকাশিত হয়নি: এটি ১৯৩২ সাল পর্যন্ত দেখা যায়নি। তেজস্ক্রিয় পদার্থের উপর তার গবেষণার জন্য, রাদারফোর্ড ১৯০৮ সালে একটি নোবেল পুরস্কার অর্জন করেন।

রাদারফোর্ডের সাফল্যের প্রায় সমসাময়িক, নিলস বোর নামের একজন তরুণ ডেনিশ বিজ্ঞানী, গ্রহতুল্য পারমাণবিক মডেলের ত্রুটি সংশোধনের চেষ্টা করে, এতে কক্ষপথ স্তর, শক্তি স্তর, কক্ষপথের মধ্যে লাফ, এমনকি আলোর নিঃসরণ ও শোষণ যোগ করেন, যাকে তিনি তড়িৎচুম্বকীয় তরঙ্গ বলে ধরে নিয়েছিলেন। তার কাজের মাধ্যমে, বোর যা কিছু নির্দিষ্ট ঘটনা ব্যাখ্যা করার জন্য একটি তাত্ত্বিক মানচিত্র ছিল তাকে এমন কিছুতে পরিণত করেন যা বুঝতে ব্ল্যাকবোর্ড ভরে ফেলার প্রয়োজন হতো। পরমাণুর গঠনে তার অবদানের ফলস্বরূপ, নিলস বোর ১৯২২ সালে একটি নোবেল পুরস্কার জিতেছিলেন।

বোরের পরে এলো প্রতিভাবান মনের প্রায় অন্তহীন তালিকা। তাদের সবাই পরমাণু সম্পর্কে ক্রমশ আরও উদ্ভট তত্ত্ব যোগ করেছিলেন—আগে কখনো দেখা যায়নি এমন—তাদের গাণিতিক যন্ত্রপাতিকে জ্যোতির্বৈজ্ঞানিক পর্যায়ে বাড়িয়ে তুলেছিলেন। সত্যি বলতে, এই বিষয়ে ঘণ্টার পর ঘণ্টা পড়ার পর, প্রতিটি পারমাণবিক মডেলের দিকে তাকানো ছিল সান্তা ক্লজের স্লেজের দিকে তাকানোর মতো: এমন কিছু যা আশ্চর্যজনকভাবে প্রচারিত অথচ যা কেউ কখনো দেখতে পারেনি।

যেহেতু পারমাণবিক মডেলগুলো একটি কাল্পনিক মানচিত্র, তাই আরও সৎ একটি প্রশ্ন উঠে আসে: পরমাণুর মতো কিছু কি কখনো দেখা গেছে? সংক্ষিপ্ত উত্তরটি অস্বস্তিকর: এটি নির্ভর করে আমরা দেখা বলতে কী বোঝাই তার উপর।

এটি আরও ভালোভাবে ব্যাখ্যা করতে, ধরুন আমরা একটি আপেলের দিকে তাকাচ্ছি: আলো এর পৃষ্ঠ থেকে প্রতিফলিত হয়ে আমাদের কাছে পৌঁছায় এবং আমাদের চোখে এর ছবি তৈরি করে। কিন্তু প্রায় ২০০ ন্যানোমিটারের নিচে সেই কৌশলটি আর কাজ করে না: সাধারণ আলো আর যা বিদ্যমান তার একটি প্রতিকৃতি ফিরিয়ে দেয় না; এটি যেন সেটিকে না এঁকেই এর চারপাশ দিয়ে চলে যায় এবং তার পথে চলতে থাকে, যেন জিনিসটি স্বচ্ছ। শুধুমাত্র একটি অত্যন্ত বিশেষ আলো —অত্যন্ত তীব্র, বড় কণা ত্বরকে উৎপাদিত ধরনের— সেই স্কেলের কাছাকাছি পৌঁছাতে সক্ষম হয়েছে, এবং তবুও এটি যা দেয় তা আলোকচিত্র নয়, বরং প্যাটার্ন: ছায়ামূর্তি ও ছায়া।

বিজ্ঞান, তার হাতে থাকা প্রতিটি প্রযুক্তি ব্যবহার করে, আশ্চর্যজনকভাবে অনেক দূর এগিয়েছে: এটি ঝাপসা ছায়ামূর্তি শনাক্ত করতে পারে, সেগুলো গণনা করতে পারে, একে একে সাজাতে পারে, অবিশ্বাস্যভাবে ছোট স্কেলে তড়িৎ ক্ষেত্র পরিমাপ করতে পারে। কিন্তু সেই প্রতিটি কীর্তি একটি ছবির ছদ্মবেশে থাকা একটি পরিমাপ, সরাসরি দৃষ্টি নয়। আজ আমরা যাকে "পরমাণুর একটি ছবি" বলি তা এখনও একটি মানচিত্র —থমসন বা বোরের চেয়ে অনেক ভালো, কিন্তু শেষ পর্যন্ত একটি মানচিত্রই—। এবং এটি শান্তভাবে, কোনো নাটকীয়তা ছাড়াই বলতে হবে: আমরা এর চিহ্ন অসাধারণ নির্ভুলতার সাথে পরিমাপ করেছি; সেগুলোকে দেখা, যে সরল অর্থে আমরা একটি আপেল দেখি, এখনও নয়। এবং প্রায় সবকিছুর জন্যই একই কথা প্রযোজ্য যা খুব ছোট বা খুব দূরে।

প্রায় অবিশ্বাস্য একটি অনুকল্প, কিন্তু একটি গুরুত্বপূর্ণ অনুকল্প: যদি, এর অসম্ভাব্যতার মুখোমুখি হয়ে, আমরা একবারেই পরমাণুকে সরিয়ে দেওয়ার সিদ্ধান্ত নিতাম, শ্রেণিকক্ষ থেকে এবং জ্ঞানের প্রতিটি শাখা থেকে এর প্রতিটি মডেল মুছে ফেলতাম, তাহলে কী হতো?

প্রথম যে জিনিসটি ঘটত তা হলো শ্রেণিকক্ষ ও শিক্ষায় সম্পূর্ণ বিশৃঙ্খলা। পাঠ্যপুস্তক পুনর্লিখন করতে হতো, ২০০ বছরেরও বেশি ইতিহাস মুছে ফেলে। লক্ষ লক্ষ পৃষ্ঠা ধারণাগত "ফাঁক", কাটা শব্দ বা নিষিদ্ধ পরিভাষায় ভরে যেত যা লেখাগুলোকে সম্পূর্ণ দুর্বোধ্য করে তুলত। শ্রোডিঙ্গারের সমীকরণ, লুইস কাঠামো এবং আণবিক বন্ধন চিত্রের একটি মৌলিক পূর্বধারণার অভাব হতো, অর্থহীন আঁকিবুঁকিতে পরিণত হতো। ন্যানোপ্রযুক্তি, পারমাণবিক পদার্থবিজ্ঞান বা জৈবরসায়নে নিবেদিত সম্পূর্ণ থিসিসগুলো একধাক্কায় অকার্যকর হয়ে যেত।

বিজ্ঞান, তার নিজের অংশে, থামত না: এটি পরমাণু যা ব্যাখ্যা করত তা ব্যাখ্যা করার জন্য অন্য পথ —গাণিতিক, দার্শনিক— খুঁজত। কারণ পৃথিবী তখনও একই জিনিস দিয়ে তৈরি থাকত। আমরা শুধু মানচিত্র মুছে ফেলতাম, ভূখণ্ড নয়।

যতই অসম্ভব মনে হোক না কেন, এই সমস্ত প্রচেষ্টার পেছনে —এবং হাজার হাজার মানুষ পরমাণুকে আরও ভালোভাবে আঁকতে সারাজীবন উৎসর্গ করার পেছনে— একটি বাজি আছে: পদার্থ কী দিয়ে তৈরি তা আরও গভীর স্তরে অনুসন্ধান করা সম্ভাবনায় পরিপূর্ণ একটি মহাবিশ্বের প্রতিশ্রুতি দেয়।

রাসায়নিক মৌলের রূপান্তর কার্যকর হয়ে উঠতে পারে। পারমাণবিক চুল্লি ইতিমধ্যে ইউরেনিয়ামের মতো মৌলকে প্লুটোনিয়াম ও সিজিয়ামে পরিণত করে। হালকা মৌলে কণা দিয়ে বোমাবর্ষণ করেও সেগুলোকে ভারী মৌলে পরিণত করা যায়। তবুও সেই রূপান্তরগুলোর প্রতিটি অত্যন্ত ব্যয়বহুল ও অব্যবহারিক, এবং তার উপর সামান্য পরিমাণ ফেরত দেয়। এই সবকিছুই এমন কিছু যা পরিবর্তিত হতে পারে যদি আমরা প্রক্রিয়াটি আরও ভালোভাবে বুঝতাম এবং এটি আরও নিচু স্তরে নিয়ন্ত্রণ করতে পারতাম।

এটিকে রসিকতা হিসেবে বলতে গেলে, আমরা পাথরকে সোনা বা হীরায় পরিণত করতে পারি, ব্যাংক ভরে দিতে পারি, এবং তারপর সেগুলোকে আবার পাথরে ফিরিয়ে দিতে পারি; এমনকি আরও এগিয়ে গিয়ে নতুন বৈশিষ্ট্যসহ নতুন রাসায়নিক মৌল তৈরি করতে পারি: এমন উপাদান যা মাধ্যাকর্ষণকে অস্বীকার করে, উচ্চ তাপমাত্রায় অতিপরিবাহী… একটি অন্তহীন গল্প।

দ্বিতীয় পুরস্কারটি ইতিমধ্যে চালু আছে, এবং কোনো গবেষণাগারে নয় বরং আপনার বাড়িতে: বিশ্বের বিদ্যুতের একটি বড় অংশ একটি বিশাল প্রচেষ্টা থেকে আসে যা আমাদের সবাইকে এটি উপভোগ করতে দেয়। পদার্থকে আরও ভালোভাবে বোঝা আমাদের এমন শক্তি উৎপাদনের উপায় খুলে দিতে পারে যা আমরা এখনও জানি না, আজকের চেয়ে অনেক ভালো ও দক্ষ। শান্তিপূর্ণ নয় এমন উদ্দেশ্যে এর ব্যবহারের সম্ভাবনাকে বাদ না দিয়েই, যা ইতিহাস জুড়ে করুণ ফলাফল বয়ে এনেছে।

কিন্তু সবকিছুই দুর্ভাগ্য বয়ে আনবে না। এই গবেষণার পেছনে রয়েছে নিউক্লিয়ার ম্যাগনেটিক রেজোন্যান্স ইমেজিংয়ের মতো প্রযুক্তি উন্নত করার আশা, যা রোগ নির্ণয়ের জন্য অপরিহার্য; অথবা তথ্য প্রক্রিয়াকরণের নতুন উপায় খুঁজে বের করার আশা, যা ভবিষ্যতের কম্পিউটারকে অকল্পনীয় সীমায় নিয়ে যেতে পারে। এবং, নিঃসন্দেহে সবচেয়ে উচ্চাভিলাষী ও কাল্পনিক লক্ষ্য হলো, একটি পুরনো লক্ষ্য ঘুরপাক খায়: সময় কী তা বোঝা এবং হয়তো এটি নিয়ন্ত্রণ করা।

এই সবকিছুই ব্যাখ্যা করে কেন এত মানুষ কখনো পেন্সিল নামিয়ে রাখেন না এবং গবেষণা চালিয়ে যান। পরমাণুর মতো ঝাপসা ও কাল্পনিক একটি মানচিত্র যদি আমাদের এতদূর নিয়ে এসে থাকে, তাহলে আমরা যদি পদার্থকে তার সর্বনিম্ন স্তরে বুঝতে ও নিয়ন্ত্রণ করতে পারতাম, তাহলে আমরা কতদূর যেতাম?

শেষ পর্যন্ত, আমার সিমুলেটরটি একটি নিছক প্রচেষ্টা হয়েই রয়ে গেল। আপনি যেমন কল্পনা করেছেন, একটি কম্পিউটারে পরমাণু সিমুলেট করা ছিল চোখ বেঁধে প্রজাপতি ধরার চেষ্টা করার মতো। তা সত্ত্বেও, এই সবকিছুই আমাকে শুধু পরমাণু ও তাদের কাল্পনিক মডেলের প্রতি আগ্রহী করে তোলেনি, বরং একসময় আমাদের মুগ্ধ করা এবং গভীরে যা আমাদের মধ্যে খুব কম মানুষই সত্যিই জানে, এমন একটি সম্পূর্ণ জ্ঞানের মহাবিশ্ব গ্রহণ করতেও পরিচালিত করেছে।